全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用

文_苏晓明 青岛世创环境工程有限公司

1 全膜分离技术的概述

全膜分离技术指的是通过隔膜将溶液与溶质或者杂质进行分离的一种新型分离技术，研发成功于20世纪初期。全膜分离技术包含扩散渗析、电渗析、反渗透以及超过滤法等多个方面的内容，能够在基础环境中提供更为稳定的分离水条件。并且因其自身具有节能环保、过滤操作简便、高效等优势特征，在很多行业被广泛应用，起到了十分重要的作用，现今已经成为我国分离科学中的一项关键技术。

全膜分离技术一般具有较高透水性，其化学成分组成相对稳定、具有较长的使用寿命、能够更好的对生物污染进行处理。全膜分离技术在实际工作环境中拥有较高的适应性，使用压力范围和温度范围都较广，也就意味着该技术在进行粒子分离的过程中，具有更好的稳定性。全膜分离技术的基本原理是在过滤中，利用泵增加料液的压力，使其以一定的流速通过滤膜表面，在这一过程中，小于膜孔隙的物质将会透过滤膜流下，形成透析液；而大于膜孔隙的物质将被留在滤膜表面，达到过滤的效果。

2 电厂化学水处理的现状

我国电厂化学水处理的现状主要体现在以下2个方面。第一，传统电厂化学水处理技术是多级处理方式，依照功能对处理设备的单元系统进行划分。例如，废水处理系统、汽水检测系统等。但是这种传统的功能性处理方式因操作难度复杂，空间面积较大等缺点，导致相关设备系统的维护工作具有一定困难。在科技不断发展的背景下，化学水处理也相应进行了技术革新。目前我国火电厂化学水采用集中化的处理方式，节约了空间面积，在一定程度上提升了设备的运行效率。并且使用立体化的结构设计，设备系统布局较紧密，维护和管理工作较为便捷，具有很好的节能环保的效果。第二，电厂化学水处理工艺正朝着科学化、多元化的方向发展。传统处理方式采用的离子交换措施已经不能满足现今电厂的发展需求，经过不断的完善和改革，电厂采用膜处理技术、反渗透技术等多种新型技术对化学水进行处理，不但有效弥补了传统处理技术存在的缺陷，而且更利于节能环保能源使用理念的贯彻落实。

3 全膜分离技术在电厂化学水处理中的优势特点

针对全膜分离技术在电厂化学水处理中的应用而言，其主要具备以下几点优势：

全膜分离技术功能环境较为稳定。在实际的处理过程中，全膜分离技术能够为功能环境提供更强的适应性，保障了化学水处理过程的稳定性，为后续的相关工作提升了更加便利的环境条件，降低了工作压力。

全膜分离技术的分子环境较为稳定。物理分子过滤是该分离技术的核心，在实际的功能环境中，并不需要任何化学添加剂以及催化剂，就能实现电子元素间的相互分离，从而达到循环利用的目的。并且在此基础上，处理全过程没有任何污染物产生，不会对周围环境造成污染，在一定程度上，降低了化学水的处理成本。

全膜分离技术的粒子选择较为明确。在此技术的实际功能环境中，主要针对的是流动水体中包含的分子进行过滤分离。这种较为明确的粒子选择，不仅确保此分离技术分工明确，具有较高的可掌控性，更是为后续的功能延展以及过滤材料的选择提供了更好的环境条件。

全膜分离技术的适应性较高。在实际的应用过程中，该技术所应用的设备装置较少，相关设备结构简单，具有更便捷的操作方式，有利于维修管理工作的顺利开展，同时其回收率能够通过人为控制在一定的范围之内，更容易实现自动化的处理操作。

全膜分离技术具有良好的能源消耗优势。在电厂采取此技术进行化学水的处理过程中，相应的能源消耗量较低，从而保证相关处理设备处于更加稳定的运行状态，为电厂的持续生产提供了有力的保障。

全膜处理技术对温度的要求较低。在实际的处理过程中，能够实现对温度敏感物质的有效分离，从而提高化学水处理的效率，达到化学水处理的理想效果。

4 全膜分离技术在电厂化学水处理中的具体应用

4.1 超过滤技术

超过滤技术是全膜分离技术在电厂化学水处理中的第一道工序。此项技术过滤膜空隙较大，一般情况下为0.05um至1um之间，能够将化学水中存在的大分子和颗粒物有效过滤分离出去。在超过滤技术的实际应用过程中，超过滤工程与滤膜孔径的尺寸有着直接关联，主要是将滤膜两侧存在的压力作为分离过程的主要驱动力，将滤膜作为过滤介质，通过滤膜两侧压力的作用，化学水就会流过滤膜，小于滤膜孔径的分子就会通过，而大于滤膜孔径的分子就会被阻碍在滤膜表面，从而实现净化、浓缩、隔离溶液的目的。在此过程中需要注意的是，一般情况下，超过滤膜的截留特征是通过标准分子有机物的截留量作为依据，普遍在1000至300000间。

4.2 反渗透技术

全膜分离技术在化学水处理的应用中，反渗透技术是其重要的组成部分之一，其应用优势为运行成本较低、操作便捷、产水水质高、无污染等，受到相关部门和人员的高度喜爱。反渗透技术的原理是通过反渗透膜能截留离子物质或小分子物质，透过水分子的特征，利用滤膜两侧存在的压力，依照相关要求对溶液进行过滤分离。因反渗透技术可以截留全部离子，仅使水分子透过，在电厂化学水处理过程中，能够实现对溶液中有机物、金属盐以及胶体粒子等物质更好的去除效果。

4.3 电除盐技术

电除盐技术的主要原理是利用溶液中包含离子所携带的电荷性质以及其分子大小，通过附加电场产生的电位差作为主要作用力，根据滤膜具有的选择透过性，进而实现对溶液中电解质的分离。在实际的化学水处理过程中，主要采用离子交换膜作为滤膜，其能够分成两个组成部分：一是阳膜，只能允许阳离子透过，对阴离子起到截留作用；二是阴膜，只能允许阴离子透过，对阳离子起到截留作用。电除盐技术在电厂化学水的处理过程中，具有高效分离溶液杂质的作用，在保证功率补给水电导率符合标准要求的同时，起到深层次脱盐的作用，在一定程度上弥补了电厂传统化学水处理的缺陷。

5 全膜分离技术存在的问题以及相应的解决措施

全膜分离技术在实际的化学水处理过程中，同样存在一定的问题。

在全膜分离技术的操作过程中，所有溶液都会流至膜表面之上，导致不能透过膜表面的杂质在膜中间聚集，形成较高的溶液浓度，并逐渐高于溶液主体浓度，导致溶液浓差极化情况的出现。并在膜表面形成一层阻力层，从而降低膜表面的过滤流速。想要尽可能避免这种情况的发生，就要在过滤分离之前对溶液进行相应的预处理，同时进行膜表面的改性处理，使用活性剂或可溶性高聚物，对溶液和膜的发生作用进行防治。同时，还要结合实际情况对压降进行科学合理的选择，提高过滤速率，进一步解决上述问题。

在实际化学水处理过程中，膜污染程度较高，并且清理工作具有较高的难度。溶液浓差极化现象是引起膜污染的主要原因，会造成膜表面的溶质附着，对实际处理过程造成极大的不利影响。并且在清洗过程中，因附着物的性质不同，清洗工作难度极大。因此，想要降低膜污染，达到更好的膜清理效果，就要根据附着物的不同性质，选择不同的方式进行清理。同时还要提升滤膜的耐用性，对膜组件进行科学的设计，从而提升溶液过滤流速，避免出现膜污染的现象。

6 结语

在电厂的生产运营中，化学水处理工程技术是一项十分重要的环节，有着不可或缺的重要作用，需要得到相关部门和人员的高度重视。基于此，有必要在电厂化学水的处理过程中应用全膜分离技术，从而确保水资源在电厂生产过程中的有效利用以及稳定排放，提高电厂电力生产的经济效益，进一步实现电力行业和我国经济的可持续发展。